基于SCADA及以太网的大型空间环境模拟器集中控制系统

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1、第29卷第6期航天器环境工程2012年l2月SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERrNG677基于SCADA及以太网的大型空间环境模拟器集中控制系统刘畅，詹海洋，王宇，顾苗，李娜(北京卫星环境工程研究所，北京100094)摘要：以往的空间环境模拟器大多采用分散独立控制的模式，导致多套设备并行试验时人力投入大、设备管理困难。针对这一问题，文章提出了一种基于SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition，监控与资料搜集)系统和以太网的分布式集中控制系统。该系统采用B／S架

2、构，将控制网络和企业局域网相结合，为操作用户和管理用户提供方便灵活的远程数据服务。系统对关键模块采用了必要的冗余设计，增加了可靠性和安：全性。关键词：实时数据库；SCADA系统；以太网；集中控制中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1673-1379(2012)06-0677-04DoI：10．3969／j．issn．1673．1379．2012．06．0170引言以往的空间环境模拟器控制系统采用分布式控制方式，每台设备配备一套独立的控制系统，为试验操作人员提供用户接口。在控制系统中，下位硬件采用PLC(可编程逻辑控

3、制器)完成对控制对象的逻辑控制，上位软件采用工业组态软件实现数据采集、存储、显示、报警等功能。但由于每套设备的控制系统相对独立，且每套设备都分散在不同的地点，所以设备监控只能在设备级完成。随着试验设备的日益增加，以往的本地控制模式需要为每套设备配备相应的操作人员，在多套设备并行工作时，大量的人力投入成为了企业的一大负担。因此迫切需要建设～个地区级的集中控制系统，实现对不同地点的多套空间环境模拟器进行集中控制，达到减少人力投入、优化人力资源配置的目的，实现真空热试验的工作模式从分散式的本地控制向集群式的远程集中控制的方式转变。

4、针对以上问题，本文着眼于SCADA和实时数据库在空间环境模拟器控制系统中的应用，提出了一种基于SCADA和以太网的分布式集中控制系统。该系统通过设备组网、Web技术和SCADA技术实现了对中国空间技术研究院KM6、KM7、KM3B这3套系统级空间环境模拟器的集中监控，有效节约了人力资源投入。此外，集中控制系统为：不同设备的不同分系统提供数据服务平台，对分系统的数据信息进行统一存储和调用，并通过企业局域网发布关键数据，为管理人员提供实时数据和决策依据。1系统架构1．1软件架构集中控制系统采用B／S架构，利用地区级的控制网络将本

5、地数据发布到远程中央控制室进行集中监控。系统主要包括SCADA、WebSpace、实时数据库和网络发布4个模块。系统开发采用的是美国GE公司的Proficy系列软件，SCADA。采用ProficyiFIX；WebSpace采用ProficyiFIXWebSpace；数据库采用ProficyHistorian；网络发布采用ProficyPortal。系统软件架构如图l所示。——1系统平台厦ii—古一⋯—订lE豇Ⅲ历馐■n谢■●●～⋯7蛮一一【．Zl1系统软仆架构Fig．1Softwarestructure收稿日期：2012—0

6、2．16；修回日期：2012—11-30作者简介：刘畅(1982一)，男，硕士学位，主要从事空间环境模拟技术的研究。联系电话：(010)68747267．812。宁678航天器环境工程第29卷1)SCADA是整个集中控制系统的核心模块，与底层PLC进行数据交互，采集和存储关键数据，并提供显示、报警等功能。该模块采用的ProficyiFIX软件是一款面向工业控制自动化领域的组态软件，可以为用户提供方便快捷的HMI／SCADA解决方案。SCADA模块是整个集中控制系统软件的底层数据源；一旦软件或网络出现故障，本地及远程客户端都无

7、法获取系统数据。为了增强系统可靠性，SCADA模块采用了2套iFIX软件互为备份，构成热冗余SCADA服务器为客户端提供不问断的数据服务。2)WebSpace模块的主要功能是将SCADA的监控画面转化为Web页面后通过网络发布，为试验操作人员提供远程控制接口。该模块采用的ProficyiFIXWebSpace软件是一款新型的、功能丰富的网页客户端产品，通过该软件可以完整地将原有C／S架构的iFIX客户端的画面、数据通过WindowsIIS以网页形式进行发布，使用户通过远程IE客户端实现对现场设备的监控。3)实时数据库的主要功

8、能是采集各分系统的实时数据，并对数据进行存储、压缩、归档。该模块采用的ProficyHistorian实时数据库作为企业级实时／历史数据库平台，可以高速采集、归档并发布大量实时的现场过程信息，不论在性能、实用性及功能上都代表了企业级实时／历史数据采集和管理的先进水平。4)网络发布模块的主要